Как стать автором
Обновить

Охлаждение электроники: термомоделирование при разработке конструкции корпуса

CAD/CAM *Прототипирование *Производство и разработка электроники *Дизайн Электроника для начинающих
Всего голосов 14: ↑14 и ↓0 +14
Просмотры 3.1K
Комментарии 7

Комментарии 7

«Было бы интересно узнать в комментариях, с какими системами охлаждения сталкивались читатели этой статьи и какие выводы для себя сделали.»

Постоянно приходится сталкиваться с «пластиковыми мыльницами» устройствами, конструкторы корпусов которых даже не пытались решать проблему перегрева компонентов. Речь о бытовых устройствах — роутерах, медиаплеерах, видеорегистраторах и т.д и т.п. Часто можно встретить оценку — еле тёплый (про корпус), тогда как чип на плате достигает совершенно некомфортной температуры и потихоньку поджаривается, а отсутствие радиатора и вентилятора, а также плохая теплопроводность платы/корпуса усугубляют проблему. Иногда можно восстановить нормальное функционирование глючащего из-за перегрева устройства добавлением радиатора/вентилятора, но часто бывает уже поздно.
Вывод — либо разбирать мыльницу сразу после покупки и предпринимать необходимые меры для организации нормального охлаждения, игнорируя гарантию, или быть морально готовым к покупке новой сразу по её окончании.

Нередко в недешёвых устройствах с охлаждением всё очень плохо — в полугодовалом ноутбуке HP одна тепловая трубка охлаждала процессор, мост и видеочип. К процессору ТТ прилегала хорошо, к видеочипу от неё шла медная пластинка, а от моста до ТТ был зазор в 5 мм и единственным тепловым контактом был кончик зефиринки термопасты, нанесённой при сборке. Итог закономерен — стоически сопротивлявшийся перегреву мост отказал.

Встречались ноутбуки, в которых вентилятор включается только при перегреве процессора, при этом видеочип остаётся без охлаждения, перегревая ТТ.

Такое ощущение, что часто конструктор/технолог корпуса и системы охлаждения по квалификации/мотивированности заметно уступает проектировщику платы. А ведь достаточно было небольших усилий для выпуска устройства, способного работать долго и счастливо.
И ещё — есть стойкое ощущение, что большинство CPU и особенно GPU работают в режиме заводского разгона, ведь достаточно незначительно снизить частоту и напряжение питания, чтобы заметно уменьшить тепловыделение.
Так 51 ваттный процессор может снизить аппетит до 7 вт в офисной загрузке и в режиме медиаплеера и 17 вт при полной загрузке CPU/GPU. С сожалением выяснил, что этого недостаточно для использования компьютера с пассивной системой охлаждения — даже развесистая СО с несколькими тепловыми трубками не в состоянии долго отводить более 10 вт без хотя бы небольшого вентилятора.

Из интересного показывали замкнутую погружную систему охлаждения на низкокипящей жидкости с последующей конденсацией при помощи больших ТТ.

Спасибо за взгляд на проблему охлаждения с профессиональной точки зрения.

Сталкивался, не поверите, с системой охлаждения фреоном - по сути как у холодильника. Разработка, со слов инженеров, которые работали с ней - советских времен. Но это не типовое решение и в современных реалиях такое решение будет дорогим, хотя смотря для чего. Также знаю, что применялись холодильники Стирлинга, но данное решение тоже дорогое. По крайней мере для бытового сектора. Работало и то и другое в рамках срока эксплуатации практически безотказно.

Но вообще, вот Вы говорите про "мыльницы". Я думаю их и делают так намеренно. Чтобы выкинули одну и тут же купили такую же другую.

А еще вспомнил интересный эпизод из практики. Был блок электроники, который нужно было охлаждать и был механизм, который наоборот нужно было нагревать (это была какая-то механика и нужно было поддерживать температуру смазки). Инженеры скомпоновали так, что они находились рядом друг с другом. Правда доп.подогрев все равно потребовался, но все же.

Какое-то странное решение в примере N6. У типичного шкафа для оборудования по бокам межстеночное расстояние довольно не большое (емним 1.5 - 2 см) . Плюс там могут быть размещены элементы каркасса или всякие вспомогательные кабеля. Как бы не окащалось, что в реальной стойке эффективность вентиляторов упадет.

Немного странное расположение в коммутаторе - радиатор в БП загораживает выхлоп и капациторы сбоку "не при делах". Но раз считали...

Если эта группа вентилятороа работает на выдув — они охлаждют БП. Наверное этим руководствовались разработчики.
По нашему опыту просчётов — больше всего проблем в сходимости результатов в конструкциях с конвективноыми системами охлаждения. Приходилось идти на различные трюки.

я СВЧ инженер разработчик,

для тестовых плат (eval boards) чаще всего , если усилитель достаточно мощный, используется радиатор, иногда с кулером на 12 В.

в устройстве - как задумано по ТЗ, чаще всего принудительный обдув. всё усложняется тем, что места катастрофически мало, радиатор с длинными рёбрами сделать невозможно, так что обдув+ медные пластины для улучшения растекания+ радиатор с короткими ребрами.

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.